什么是UFS閃存

隨著麒麟970、驍龍845和三星Exynos 9810等新一代旗艦處理器的出現(xiàn)，2018年高端智能手機有望迎來準(zhǔn)5G的網(wǎng)絡(luò)體驗（下行速率可達1.2Gbps，但還需運營商基站支持）。等到了2020年，5G網(wǎng)絡(luò)還將帶來更極致的10Gbps到20Gbps的聯(lián)網(wǎng)速度，秒下高清視頻不是夢想。然而，網(wǎng)絡(luò)性能的飛躍也將給手機硬件帶來極大的壓力，而閃存芯片，就是最大的受力點。

手機網(wǎng)絡(luò)的不斷提速

如今哪怕是千元智能手機的下行速率都達到了Cat.7，也就是300Mbps的標(biāo)準(zhǔn)，而中高端手機則已享受Cat.12（600Mbps）或Cat.16/18（1.0Gbps/1.2Gbps）的速度。要知道，很多地區(qū)的家庭寬帶也不過20Mbps到100Mbps之間，在不考慮運營商基站限速的情況下，智能手機的下載速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了有線網(wǎng)絡(luò)。

未來5G的下行峰值速度可達20Gbps

以即將興起的Cat.18為例，其1.2Gbps的下行速率理論的下載速度為150MB/s。而到了2019年5G網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化試運營時，10Gbps起步下行速率對應(yīng)的下載速度就將達到1.25GB/s。如果將這個速度放在PC端，那就唯有支持NVMe協(xié)議的PCIe SSD才不會成為速度上的拖累（主要看SSD的寫入性能），而無論是HDD機械硬盤還是SATA3.0接口的SSD都將成為“拖油瓶”。

在PC都感覺“亞歷山大”的當(dāng)下，智能手機又該如何應(yīng)對更高速網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)呢？

讀寫性能的重要性

不成為下載瓶頸只是對閃存提出的基礎(chǔ)要求，而閃存性能在實際操作中的影響還表現(xiàn)在更多方面。比如安裝超過GB大小的APP、錄制生成4K視頻、拍照連拍、相冊中大量圖片的預(yù)覽圖刷新，在這些應(yīng)用環(huán)境下，只有更高速的閃存才能告別卡頓和延遲，縮短APP的安裝和啟動時間。

從eMMC到UFS的進化

好消息是，如今智能手機的存儲性能已經(jīng)足夠應(yīng)對Cat.18網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)了，哪怕是低端手機采用的eMMC 5.1，也可提供100MB/s以上的持續(xù)寫入速度，而UFS閃存的高端手機哪怕是4K寫入速度也都能超過150MB/s。但是，面對未來5G網(wǎng)絡(luò)的來襲，現(xiàn)有的閃存技術(shù)就都將抓瞎了。

我們不妨再來回顧一下智能手機常用的閃存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

eMMC：Embedded Multi Media Card，它是在NAND閃存芯片的基礎(chǔ)上，額外集成了主控制器，并將二者“打包”封裝封成一顆BGA芯片，從而減少了對PCB主板的空間占用，也是移動設(shè)備中普及度最高的存儲單元。eMMC的性能會隨著總線接口的升級而提升，而目前最新的標(biāo)準(zhǔn)就是eMMC 5.1。

還有很多手機會選擇將CPU和閃存芯片堆疊封裝

UFS：Univeral Flash Storage，我們可以將它視為eMMC的進階版，是由多個閃存芯片、主控、緩存組成的陣列式存儲模塊。UFS彌補了eMMC僅支持半雙工運行（讀寫必須分開執(zhí)行）的缺陷，可以實現(xiàn)全雙工運行，所以性能得以翻番。

目前UFS又被細(xì)分為UFS 2.0和UFS 2.1，它們在讀寫速度上的強制標(biāo)準(zhǔn)都為HS-G2（High speed GEAR2），可選HS-G3標(biāo)準(zhǔn)。而兩套標(biāo)準(zhǔn)又都能運行在1Lane（單通道）或2Lane（雙通道）模式上，一款手機能取得多少讀寫速度，就取決于UFS閃存標(biāo)準(zhǔn)和通道數(shù)，以及處理器對UFS閃存的總線接口支持情況。

比如，采用UFS 2.1閃存的手機大都可以獲得800MB/s的持續(xù)讀取性能。但是，魅族PRO 7官方表示配備了UFS 2.1閃存，但實際測試的持續(xù)讀取速度卻只有500MB/s左右。這并非魅族虛標(biāo)，而是PRO 7搭載的聯(lián)發(fā)科Helio X30處理器僅支持單通道UFS總線接口，所以無法100%發(fā)揮出UFS 2.1閃存的性能。

需要注意的是，雖然UFS 2.1相較eMMC 5.1在持續(xù)讀取速度上實現(xiàn)了2.5倍左右的提升，但持續(xù)寫入速度卻沒有太大變化（200MB/s左右）。但是，如果我們仔細(xì)留意4K寫入速度一項，就會發(fā)現(xiàn)UFS 2.1的實測速度能領(lǐng)先eMMC 5.1十倍有余，這對于下載提速可有著更加實際的意義。

蘋果主打的NVMe閃存

蘋果從iPhone 6s開始也引入了超高速閃存，但它卻不是我們熟悉的UFS，而是一種名為“NVMe”的閃存芯片。實際上，NVMe和UFS的本質(zhì)都是NAND，只是協(xié)議層面有所差別而已，NVMe協(xié)議比UFS協(xié)議更高效，所以在絕大多數(shù)測試項目中，采用NVMe協(xié)議的iPhone總能在讀寫速度上領(lǐng)先于同期Android手機的UFS。

UFS 3.0為5G保駕護航

問題來了，面對5G網(wǎng)絡(luò)起步1.25GB/s級別的下載速度，哪怕是UFS 2.1也有些力不從心。怎么辦？

好消息是，固態(tài)技術(shù)協(xié)會（JEDEC）在前不久正式發(fā)布了UFS 3.0標(biāo)準(zhǔn)（JESD220D、JESD223D），和UFS存儲卡V1.1標(biāo)準(zhǔn)（JESD220-2A）。其中，UFS 3.0就剛好可以成為與5G網(wǎng)絡(luò)搭檔的存儲技術(shù)。

簡單來說，UFS 3.0引入了HS-G4規(guī)范，單通道帶寬提升到11.6Gbps，是HS-G3（UFS 2.1）性能的2倍。而由于UFS支持雙通道雙向讀寫，所以UFS 3.0的接口帶寬最高可達23.2Gbps，也就是2.9GB/s。此外，UFS 3.0支持的分區(qū)增多（UFS 2.1是8個），糾錯性能提升且支持最新的NAND Flash閃存介質(zhì)。

三星已經(jīng)宣布，將在2018年第一季首發(fā)推出UFS 3.0接口的產(chǎn)品。由于麒麟970、驍龍845、Exynos 9810等研發(fā)較早，所以并沒有趕上UFS 3.0標(biāo)準(zhǔn)的支持，但下半年的麒麟980，將在2019年發(fā)布的驍龍85x、Exynos 99xx應(yīng)該可以對其加以支持，從而滿足5G時代的更高速讀寫需求。

如何辨別手機存儲芯片

在過去，只有旗艦級處理器才支持UFS閃存，而如今包括驍龍660和Helio P30在內(nèi)的新一代中端處理器也支持UFS閃存。雖然現(xiàn)階段搭載驍龍660/Helio P30芯片的手機為了降低成本選用的都是eMMC 5.1，但不排除未來會有中端機也通過武裝UFS閃存提升競爭力。所以，咱們還是有必要學(xué)習(xí)一下如何辨別手機配備閃存的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在網(wǎng)上搜索下載名為“P10Check”的應(yīng)用，安裝運行后就能自動反饋出手機的閃存標(biāo)準(zhǔn)到底是eMMC還是UFS，可惜該軟件無法進一步細(xì)分UFS的版本（如UFS2.0還是UFS2.1）。

如果你想知道手機閃存的具體性能，則可下載安裝名為AndroBench的測試軟件，如果測試結(jié)果的持續(xù)讀取速度在700MB/s以上，那就說明手機閃存版本為雙通道的UFS2.1，代表當(dāng)前的頂級存儲性能。如果速度在500MB/s左右，那就是運行在雙通道模式UFS2.0或單通道下的UFS2.1。

小提示：受制于閃存芯片可能面臨缺貨/漲價的風(fēng)險，部分手機廠商可能會為熱銷手機準(zhǔn)備多家供應(yīng)商的閃存芯片。比如前幾個批次手機的閃存來自三星，后續(xù)改為東芝，最后批次為閃迪。不同供應(yīng)商的閃存芯片在性能上可能存在細(xì)微差距，關(guān)于這一點大家需要做到心里有數(shù)。